電感變壓器選型與應(yīng)用

1、電感器變壓器電感器變壓器選型與應(yīng)用選型與應(yīng)用咸陽(yáng)金山益昕電子科技有限公司 電路中的磁性器件如何選型？如何選型？如何提參數(shù)？如何提參數(shù)？ 磁性元器件電感器和變壓器與其他電氣元件不同，使用者很難采購(gòu)到符合自己要求的電感和變壓器。因?yàn)闆](méi)有一個(gè)在規(guī)定范圍內(nèi)通用的規(guī)范化的參數(shù)，而表征磁性元件的大多數(shù)參數(shù)(電感量，電壓，電流，處理能量，頻率，匝比，漏感，損耗)對(duì)制造商是無(wú)所適從的。磁性器件設(shè)計(jì)思路 磁性元件的分析和設(shè)計(jì)比電路設(shè)計(jì)復(fù)雜得多，要得到唯一的答案是困難的。因?yàn)橐婕暗皆S多因素，因此設(shè)計(jì)結(jié)果絕不是唯一合理的?？紤]的不僅是最小體積，最低成本，或最高效率，還要包含結(jié)構(gòu)、工藝、散熱以及干擾等設(shè)計(jì)。高頻開(kāi)關(guān)

2、電源的很多麻煩是由于磁性元件工藝、結(jié)構(gòu)不合理引起的。電感器 電感器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，由導(dǎo)線(xiàn)繞制而成。在電路中具有通直流、阻交流的作用。在電路圖中用符號(hào)L表示，主要參數(shù)是電感量，單位是亨利，用H表示。依據(jù)電磁感應(yīng)原理，電感器派生出很多種器件。 Z=R+jX R=L0 X=L0電感器種類(lèi)v1 小型固定電感器v小型固定電感器通常是用漆包線(xiàn)在磁心上直接繞制而成，v主要用在濾波、振蕩、陷波、延遲等電路中，它有密封式和非密封式兩種封裝形式，兩種形式又都有立式和臥式兩種外形結(jié)構(gòu)。v1、臥式密封固定電感器 臥式密封固定電感器采用軸向型引腳，有LG1、LGA、LPH等系列。LG1系列電感器的電感量范圍為0.1

3、100000H，額定電流分為50mA、150mA、300mA、700mA和1.6A五種規(guī)格。LGA系列電感器采用超小型結(jié)構(gòu)，外形與1/2W色環(huán)電阻器相似，其電感量范圍為0.221000H，額定電流為0.041.4A。LPH系列電感器也為小型封裝結(jié)構(gòu)，其電感量范圍為3.918000H。誤差范圍為5%20%。v2、立式密封固定電感器 立式密封固定電感器采用同向型引腳，有LG2P、LG2S、LPV等系列。電感量范圍為0.1100000H，額定工作電流為0.052.0A，誤差范圍為5%20%。v2 可調(diào)電感器v其外部為金屬屏蔽罩，內(nèi)部由尼龍襯架、工字形磁心、磁帽及引腳座等構(gòu)成，在工字磁心上有用高強(qiáng)度漆

4、包線(xiàn)繞制的繞組。磁帽裝在屏蔽罩內(nèi)的尼龍架上，可以上下旋轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)改變它與線(xiàn)圈的距離來(lái)改變線(xiàn)圈的電感量。v3 阻流電感器v阻流電感器是指在電路中用以阻塞交流電流通路的電感線(xiàn)圈，它分為高頻阻流線(xiàn)圈和低頻阻流線(xiàn)圈。v1、高頻阻流線(xiàn)圈：高頻阻流線(xiàn)圈也稱(chēng)高頻扼流線(xiàn)圈，它用來(lái)阻止高頻交流電流通過(guò)。v高頻阻流線(xiàn)圈工作在高頻電路中，多用采空心或鐵氧體高頻磁心，骨架用陶瓷材料或塑料制成，線(xiàn)圈采用蜂房式分段繞制或多層平繞分段繞制。v2、低頻阻流線(xiàn)圈：低頻阻流線(xiàn)圈也稱(chēng)低頻扼流圈，它應(yīng)用于電流電路、音頻電路或場(chǎng)輸出等電路，其作用是阻止低頻交流電流通過(guò)。電感器分類(lèi)v4按應(yīng)用原理分類(lèi)v儲(chǔ)能類(lèi) ：包括起儲(chǔ)能作用的儲(chǔ)能電感器

5、，諧振電感器；開(kāi)關(guān)電源電感器(BUCK電感、BOOST電感等)。vEMI濾波類(lèi) ：包括差模電感器；共模電感器； 無(wú)源PFC電感器； LC濾波電感器。起交流和直流濾波作用的濾波電感器;起抑制電磁干擾作用的電磁干擾濾波電感器，尖峰抑制電感器；起抑制噪聲作用的噪聲濾波電感器;起吸收浪涌電流作用的吸收電感器，起減緩電流變化速率的緩沖電感器;v其他類(lèi) ：起開(kāi)關(guān)作用的磁性開(kāi)關(guān)電感器；起幫助半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)換向作用的換向電感器；起調(diào)節(jié)電感作用的可控電感器和飽和電感器。 v5按封裝結(jié)構(gòu)分類(lèi)v金屬殼密封類(lèi) ：金屬密封殼裝有單獨(dú)制造的出頭和引出端，此類(lèi)別不包括用絕緣引線(xiàn)穿過(guò)金屬殼的電感器。 v灌封類(lèi) ：包括模注灌封或包

6、封結(jié)構(gòu)，以及包括具有金屬殼，一端或者兩端敞開(kāi)并用灌封材料填充的電感器，或者用用絕緣引線(xiàn)穿過(guò)金屬殼的電感器。 v開(kāi)放類(lèi)：開(kāi)放類(lèi)就是除金屬殼類(lèi)、灌封類(lèi)以外的電感器，包括端封式結(jié)構(gòu)的電感器。電感器的損耗與漏磁 1 1、電感量電感量 反應(yīng)電感儲(chǔ)存磁場(chǎng)能的本領(lǐng)，它的大小與電感線(xiàn)圈的匝數(shù)、幾何尺寸、有無(wú)磁心（鐵心）、磁心的導(dǎo)磁率有關(guān)。在同等條件下，匝數(shù)多電感量大，線(xiàn)圈直徑大電感量大，有磁心比沒(méi)磁心電感量大。用于高頻電路的電感量相對(duì)較小，用于低頻電路的電感量相對(duì)較大。電感量的單位為亨（H）。 電感器的主要參數(shù)電感器的主要參數(shù) Iu電路部分電路部分磁路部分磁路部分L=/I=NAeB/I=N2AeB/Hle=0

7、 eN2Ae/le2、標(biāo)稱(chēng)電流值、標(biāo)稱(chēng)電流值 電感器長(zhǎng)期工作不損壞所允許通過(guò)的最大電流。它是高頻、低頻扼流線(xiàn)圈和大功率諧振線(xiàn)圈的重要參數(shù)。常以字母A、B、C、D、E來(lái)分別表示標(biāo)稱(chēng)電流值50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA。應(yīng)用時(shí)實(shí)際通過(guò)電感器的電流不宜超過(guò)標(biāo)稱(chēng)電流值。3、 品質(zhì)因數(shù)（品質(zhì)因數(shù)（Q值）：值）： 電感線(xiàn)圈中儲(chǔ)存能量與消耗能量的比值稱(chēng)為品質(zhì)因數(shù)。又稱(chēng)Q值。或是線(xiàn)圈所呈現(xiàn)的感抗與線(xiàn)圈直流電阻的比值，Q=wL/R。電感器的Q值一般為50-300， Q值與線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)（導(dǎo)線(xiàn)粗細(xì)、多股或單股、繞法、磁心）有關(guān)，Q值越高，電路的損耗越小。在調(diào)諧回路中，要求Q較高，以減小與線(xiàn)

8、圈回路的損耗；在濾波回路中，Q值不宜過(guò)高，以免使其與濾波電容構(gòu)成諧振回路，對(duì)電路產(chǎn)生影響，對(duì)于高頻扼流圈和低頻扼流圈不做要求。v4 精度等級(jí)v允許偏差是指電感器上標(biāo)稱(chēng)的電感量與實(shí)際電感的允許誤差值。v一般用于振蕩或?yàn)V波等電路中的電感器要求精度較高，允許偏差為0.5%；而用于耦合、高頻阻流等線(xiàn)圈的精度要求不高，允許偏差為10%20%。5、 分布電容：分布電容：指線(xiàn)圈匝與匝之間形成的分布電容，它降低了線(xiàn)圈的品質(zhì)因數(shù)Q ，也使線(xiàn)圈的工作頻率受到限制。高頻線(xiàn)圈采用減小線(xiàn)圈骨架直徑，采用細(xì)導(dǎo)線(xiàn)繞制、蜂房式或分段式繞法就是為了減少分布電容。6、自諧頻率：諧頻率：電感在其SRF時(shí),電感的分布電容與電感值產(chǎn)生

9、共振,此時(shí)電感值與電容值相等而互相抵銷(xiāo)。電感的Q值在共振頻率時(shí),Q=0,XL=0,故此時(shí)電感出現(xiàn)具高阻抗值。電感超過(guò)此頻率則失效成電容性產(chǎn)品,故一般訊號(hào)用電感會(huì)訂SRF min 我們知道諧振頻率f=1/（2LC），該式里有2個(gè)參數(shù)決定f，就是L和C。由式可知，LC越小，頻率越高。在電容一定的情況下，可以考慮減小電感，提高自諧振頻率；如果電感一定，就要考慮怎么減小分布電容，而電容的公式是 C=S/4kd，這里有三個(gè)變量，S和d，介電常數(shù)也就是電感里面的填充材料，看是否有可選材料減小介電常數(shù)，另一個(gè)是S，就是減小接觸面積，也就是電感里面的每一圈繞線(xiàn)的接觸面積減小，第三個(gè)是d，可以考慮每一圈線(xiàn)疏繞。

10、或者用高u的磁芯，減少繞線(xiàn)圈數(shù)等。 氣隙對(duì)磁特性的影響磁棒的有效磁導(dǎo)率磁性材料的磁能儲(chǔ)能特性最大值E儲(chǔ)能=1/2 L I2=1/2 H23C94應(yīng)力對(duì)磁性能的影響變壓器變壓器也是一種電感器。它是將兩組及以上的線(xiàn)圈繞在同一個(gè)線(xiàn)圈骨架上，或繞在同一鐵心上制成的。是利用兩個(gè)電感線(xiàn)圈的互感應(yīng)現(xiàn)象來(lái)傳遞交流電信號(hào)和電能的。變壓器的種類(lèi)、特性變壓器的種類(lèi)、特性 1 變壓器按工作頻率可分為高頻變壓器、中頻變壓器和低頻變壓器。2 變壓器按其用途可分為電源變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器、恒壓變壓器、耦合變壓器、自耦變壓器、隔離變壓器等多種。3 變壓器按鐵心（磁心）形狀可分為“E”型變壓器

11、、“C”型變壓器和環(huán)型變壓器。變壓器的損耗與漏磁磁性材料的磁能傳遞特性P傳輸磁能=（f B）N Ae I漏感對(duì)性能的影響v漏感公式：Ls=0N2dg/hvN為初級(jí)匝數(shù)，h繞線(xiàn)寬度，d為兩線(xiàn)圈間隙高度，g兩線(xiàn)圈間的平均周長(zhǎng)C=2r。1、減少初級(jí)匝數(shù)可以降低漏感。N減小Ls減小。2、增加繞線(xiàn)寬度，h增大Ls減小。3、減小絕緣厚度，d減小Ls減小。4、減小繞組層數(shù)，g減小Ls減小。5、不滿(mǎn)層的繞組選擇疏繞滿(mǎn)層，h增大Ls減小。6、繞組繞緊且分布均勻，減小g來(lái)減小Ls。7、減小氣息，降低漏感。v8、增加耦合減小漏感，用三明治繞法。 1 1、額定功率、額定功率 指在規(guī)定頻率和電壓下，變壓器長(zhǎng)期工作而不超

12、過(guò)規(guī)定的溫升的最大輸出功率，額定功率中會(huì)有部分無(wú)功功率，故單位為VA。一般在數(shù)百伏安以下。 2 2、變壓比、變壓比n n 是指變壓器一、二次繞組電壓比。如果忽略了鐵心、線(xiàn)圈的損耗此值近似等于一、二次繞組的匝數(shù)比，這個(gè)參數(shù)表明了該變壓器是升壓變壓器還是降壓變壓器。 n=U1/U2=N1/N2 3 3、電流與電壓的關(guān)系、電流與電壓的關(guān)系 若不考慮變壓器的損耗，則 U1.I1=U2.I2或 U1/U2=I2/I1 4 4、阻抗變換關(guān)系、阻抗變換關(guān)系 初級(jí)輸入阻抗Z1與次級(jí)負(fù)載阻抗Z2的關(guān)系可由歐姆定律導(dǎo)出。 U1/Z1=I1 U2/Z2=I2代入上式得到 Z1/Z2=(U1/U2)2=n2 Z1=n

13、2Z2 所以變壓器有變換阻抗的作用。 變壓器的參數(shù)變壓器的參數(shù) 5 5、效率、效率： 在額定負(fù)載時(shí)，變壓器輸出功率占輸入功率的百分?jǐn)?shù)。(Po/Pi)100% 它與設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、制造工藝及功率有關(guān)。通常20VA以下效率為70%-80%，而100VA以上效率可達(dá)95%以上。一般電源、音頻變壓器考慮效率，中頻、高頻變壓器不考慮效率。 6 6、絕緣電阻和耐壓強(qiáng)度、絕緣電阻和耐壓強(qiáng)度 是變壓器安全工作的重要參數(shù) 絕緣電阻：變壓器線(xiàn)圈之間、線(xiàn)圈與鐵芯之間以及引線(xiàn)之間的電阻。 抗電強(qiáng)度：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)（如分鐘）變壓器可承受的電壓。 小型電源變壓器絕緣電阻不小于500M, 抗電強(qiáng)度大于2000V。 變壓器的特

14、性變壓器的特性v特點(diǎn)：特點(diǎn)：v1.產(chǎn)品呈平板狀、體積小、厚度小，符合電源的模塊化發(fā)展趨勢(shì); v3.工作頻率高，功率密度大。平板變壓器能設(shè)計(jì)為高頻變壓器,提供一種既經(jīng)濟(jì)又好的變壓器模塊。它可工作在100kHz2000kHz之間。因?yàn)槠桨遄儔浩髟某叽绾苄?，它具有極好的溫度耗散特性，所以能和有關(guān)的半導(dǎo)體器件和電感緊密地封裝在一起，實(shí)現(xiàn)高功率密度。v4.工作效率高，可達(dá)98%99%。調(diào)節(jié)漏電感，使它能具有很快的開(kāi)關(guān)時(shí)間，很低的交叉損耗，就能使它達(dá)到很高的效率。這種變壓器副邊繞組和原邊繞組之間的匝間傳導(dǎo)損耗是很小的。v5.極好的熱耗散特性。平板變壓器是具有高表面積體積比、很短的熱通道的小元件，有利于

15、散熱。原邊和副邊繞組之間的匝間損耗很小，這種磁心特有的幾何外形，能有效地減小磁心損耗，所以它能做到高磁通密度，.它可在-55130之間工作。v6.電磁輻射干擾小。:繞組和繞組之間的良好耦合，就能使繞組匝間的漏電感保持在最小值，輸出端到輔助部件的連線(xiàn)很短，而且是緊裝配，所以繞組相互之間連線(xiàn)上的漏電感也是最小的，,因此電磁輻射干擾小。v7.可靠性高。v8.絕緣強(qiáng)度高。 平面變壓器平面變壓器 v種類(lèi)：種類(lèi)：v第一種是平板鐵氧體磁心，傳統(tǒng)繞線(xiàn)型繞組結(jié)構(gòu)，主要一些高頻、高壓小功率變壓器，與傳統(tǒng)變壓器比優(yōu)勢(shì)不大。v第二種是平板鐵氧體磁心，銅箔式繞組結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用在需要輸出低壓大電流的高頻、大功率開(kāi)關(guān)電源模

16、塊中。v第三種是平板鐵氧體磁心，PCB印制板繞組，主要是一些高頻、中小功率的變壓器。v第四種是采用LTCC(瓷低溫共燒)工藝，在鐵氧體薄片上印刷繞組，形成繞組陣列，多層黏結(jié)疊加，共燒成一體，主要是在高頻小信號(hào)線(xiàn)路中信號(hào)寬帶傳輸、隔離等作用。 平面變壓器種類(lèi)平面變壓器種類(lèi) 環(huán)形磁芯環(huán)形磁芯對(duì)制造商來(lái)說(shuō)是最經(jīng)濟(jì)的；由于使用骨架，附加的費(fèi)用和組裝費(fèi)用基本為零；需要時(shí)它可以使用機(jī)器進(jìn)行繞制；它所帶來(lái)的屏蔽效果也很不錯(cuò)。 E型磁芯 平面E型磁芯通過(guò)增大外表面面積大大擴(kuò)展了磁芯的體積，降低了高度。其散熱非常好，也可以幾付磁芯疊加應(yīng)用于更大功率的場(chǎng)合；這種磁芯形狀現(xiàn)在應(yīng)用最廣。但漏感較大。EP型磁芯EP型磁

17、芯的圓形中心柱的立體形結(jié)構(gòu)，除了與PCB板接觸的末端外，磁芯完全把繞組包裹了起來(lái)，屏蔽效果非常好；這種獨(dú)特的形狀結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)體積和空間利用率的最好比例。罐形磁芯骨架和繞組幾乎全部被磁芯包裹起來(lái)，所以它的EMI 指標(biāo)特別好；可提供簡(jiǎn)易型骨架（無(wú)插針）和PCB板安裝骨架（有插針）；它的形狀不利于散熱，因此不適宜應(yīng)用于大功率的場(chǎng)合。 RM型磁芯這種設(shè)計(jì)更有利于散熱和大尺寸的引線(xiàn)引出；它比罐形磁芯節(jié)約了40%的安裝空間；骨架有無(wú)針形和插針形兩種；屏蔽效果比罐形磁芯稍差。 EC、ETD、EER磁芯這些類(lèi)型的磁芯結(jié)構(gòu)介于E型和罐型磁芯之間。適合現(xiàn)在開(kāi)關(guān)電源輸出低壓大電流趨勢(shì)；這些形狀的磁芯散熱也非常好；

18、由于中心柱為圓柱形，單匝繞組長(zhǎng)度縮短了11%左右，就使變壓器的銅損也降低了11%，同時(shí)使磁芯能提供更高的輸出功率有了基礎(chǔ)。 PQ型磁芯PQ型磁芯是專(zhuān)門(mén)為開(kāi)關(guān)電源用電感器和變壓器設(shè)計(jì)的。是追求使用最小的磁芯來(lái)提供最大的電感量和最大化的繞制面積，因此這種磁芯結(jié)構(gòu)比起其它的磁芯結(jié)構(gòu)具有更少的工作熱點(diǎn)。PJ型磁芯PJ型磁芯壁厚一致使磁材料能夠得到充分利用；給PCB板留下了更多的空間，讓PCB線(xiàn)圈顯得更加合理；中心柱的穿孔既節(jié)約了磁材，又給平面變壓器熱量最高的中心柱處開(kāi)辟了散熱通道。磁心選擇銅線(xiàn)選擇趨膚效應(yīng):當(dāng)導(dǎo)體中有交流電或者交變電磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的電流分布不均勻，且電流集中在導(dǎo)體的“皮膚”部分的一種

19、現(xiàn)象。導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部實(shí)際上電流變小，電流集中在導(dǎo)線(xiàn)外表的薄層。結(jié)果導(dǎo)線(xiàn)的電阻增加，使它的損耗功率也增加。集膚深度: 分別對(duì)應(yīng)室溫20 和溫度100 ，有 = 6.6 / f 和 = 7.65/ f 兩個(gè)公式，結(jié)果為cm 。根據(jù)集膚深度選擇銅導(dǎo)線(xiàn)的直徑或厚度。銅導(dǎo)體的集膚深度：（20）頻率f50 Hz500Hz1KHz10 kHz50KHz100KHz500 kHz1MHz10MHz集膚深度9.35 mm2.95mm2.09mm0.66 mm0.3mm0.21 mm93m66m21m在高頻電路中存在集膚效應(yīng)的影響，頻率越高集膚效應(yīng)越嚴(yán)重，如1MHz集膚效應(yīng)在60m厚層面，500MHz集膚效應(yīng)在3.0m

20、厚層面，1GHz集膚效應(yīng)在2.1m厚層面，10GHz集膚效應(yīng)在0.7m厚層面。信號(hào)沿著導(dǎo)線(xiàn)表面(包括四側(cè)面)流動(dòng)，希望導(dǎo)線(xiàn)表面平滑，因粗糙表面會(huì)延遲信號(hào)傳輸時(shí)間?，F(xiàn)在印制板用銅箔粗化面是2m3m，凹凸輪廓還顯大，要求更低輪廓銅箔以滿(mǎn)足高頻電流的傳輸。平面變壓器特點(diǎn)v五種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變壓器：v1.反激變壓器特點(diǎn)：v電路簡(jiǎn)單，效率高；輸出電壓波紋較大；處理功率在150w以下；最大占空比0.45；應(yīng)用于電壓和負(fù)載調(diào)整率不高的場(chǎng)合（6-10%）；小功率多組輸出特別有效；和其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同；磁心必須加氣隙防飽和。v2.正激變壓器特點(diǎn)：v電路比較簡(jiǎn)單，銅耗比較低；輸出電壓電路紋波較小；變壓器磁心單邊磁化；開(kāi)

21、關(guān)管峰值電流較低；變壓器不必加氣隙，但為了減小Br，有時(shí)加很小氣隙。最大占空比0.45；處理功率300w以下。v3.推挽變壓器特點(diǎn)：v磁心利用率高；存在磁心偏磁；器件承受電壓高，是兩倍的電源電壓；最大占空比0.9；處理功率500w。v4.半橋變壓器特點(diǎn)：v變壓器原邊一個(gè)線(xiàn)圈，但雙邊磁化，變壓器利用率高；變壓器原邊工作電壓為輸入電源電壓的一半；分壓電容C1和C2能自動(dòng)消除變壓器的直流偏磁；原邊存在電壓短路的可能性。最大占空比0.9；處理功率達(dá)到1000w。v5.全橋變壓器特點(diǎn)：v變壓器原邊一個(gè)線(xiàn)圈，但雙邊磁化，變壓器利用率高；變壓器原邊工作電壓為輸入電源電壓的；存在直流偏磁；原邊存在電壓短路的可

22、能性。最大占空比0.9；處理功率大于1000w。 鐵磁材料內(nèi)部往往有相鄰的幾百個(gè)分子鐵磁材料內(nèi)部往往有相鄰的幾百個(gè)分子電流圈流向一致，在退磁場(chǎng)和各向異性場(chǎng)作電流圈流向一致，在退磁場(chǎng)和各向異性場(chǎng)作用下，在這些極小的區(qū)域內(nèi)就形成了一個(gè)個(gè)用下，在這些極小的區(qū)域內(nèi)就形成了一個(gè)個(gè)天然的磁性區(qū)域天然的磁性區(qū)域。 鐵磁材料內(nèi)部的鐵磁材料內(nèi)部的磁疇排列磁疇排列，因此，因此對(duì)外不顯示磁性。對(duì)外不顯示磁性。 鐵磁材料之所以具有高導(dǎo)磁性，鐵磁材料之所以具有高導(dǎo)磁性，是因?yàn)樵谒鼈兊膬?nèi)部具有一種特殊的是因?yàn)樵谒鼈兊膬?nèi)部具有一種特殊的物質(zhì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)結(jié)構(gòu)。 磁疇因受外磁疇因受外磁場(chǎng)作用而順著磁場(chǎng)作用而順著外磁場(chǎng)的方向發(fā)外磁場(chǎng)

23、的方向發(fā)生歸順性重新排生歸順性重新排列，在內(nèi)部形成列，在內(nèi)部形成一個(gè)很強(qiáng)的一個(gè)很強(qiáng)的。亞鐵磁性磁滯回線(xiàn)中磁滯回線(xiàn)中H為為零時(shí)零時(shí)B并不為零并不為零 的現(xiàn)象說(shuō)明鐵的現(xiàn)象說(shuō)明鐵磁材料具有磁材料具有。BH0cbaoa段是段是ab段是段是bc段是磁化曲線(xiàn)的段是磁化曲線(xiàn)的C點(diǎn)以后是點(diǎn)以后是起始磁化曲線(xiàn)的起始磁化曲線(xiàn)的ab段反映了鐵磁材料的段反映了鐵磁材料的；c點(diǎn)以后說(shuō)明鐵磁材料具有點(diǎn)以后說(shuō)明鐵磁材料具有。磁滯回線(xiàn)中磁滯回線(xiàn)中B的變化總的變化總是落后于是落后于H的變化的變化說(shuō)明說(shuō)明鐵磁材料具有鐵磁材料具有軟磁材料反復(fù)磁化一周軟磁材料反復(fù)磁化一周所構(gòu)成的曲線(xiàn)稱(chēng)為所構(gòu)成的曲線(xiàn)稱(chēng)為。BHBHBHBH(A)無(wú)外磁

24、場(chǎng)時(shí)(B)起始階段：可逆位移或旋轉(zhuǎn)(C)陡峻階段：不可逆位移(D)飽和階段：可逆旋轉(zhuǎn)Iu電路部分電路部分磁路部分磁路部分H=NI/Le Le有效磁路長(zhǎng)度BH 導(dǎo)磁率=BAe 直流偏磁、反激變換器、脈沖變壓器1 起始磁導(dǎo)率i i是材料在弱場(chǎng)磁化過(guò)程中的一個(gè)宏觀特性表示量。是磁性材料的磁導(dǎo)率（B/H）在磁化曲線(xiàn)始端的極限值，i= 10limH0BHi = L/(4.6N2hlg(D/d) 107 (適用于環(huán)形磁芯)作功率變換的開(kāi)關(guān)電源變壓器磁芯是工作在高磁通密度下,因此必須引入振幅磁導(dǎo)率參數(shù)才能真實(shí)反映出功率型磁芯在高磁通密度下的磁特性; = 1/0 * B/H (式中規(guī)定的B值比測(cè)時(shí)高出數(shù)百倍以

25、上,例如:200mT) 2 振幅導(dǎo)磁率3 截止頻率fr 由于軟磁材料疇壁共振和自然共振的影響，隨著頻率提高，使軟磁材料的值下降為起始值的一半且值達(dá)到峰值時(shí)的頻率，稱(chēng)為截止頻率。fr r鎳鋅鐵氧體磁導(dǎo)率的頻譜特性復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率的應(yīng)用寬帶變壓器、傳輸線(xiàn)變壓器TcTi80% i20% ii 居里溫度是磁性材料從鐵磁性到順磁性的轉(zhuǎn)變溫度，在這個(gè)溫度磁性材料的磁性將變得很小或消失，它的表示方式有很多，我們一般按下圖進(jìn)行測(cè)量，即隨著溫度升高，磁導(dǎo)率下降到最大值的80%及20%時(shí)，兩點(diǎn)的聯(lián)線(xiàn)，延長(zhǎng)到與溫度軸的交點(diǎn)即為居里溫度。4 居里溫度Tc5 損耗因子tantan= Rs/Ls表示小信號(hào)下材料的損耗特性,由于

26、磁芯損耗引起信號(hào)相移;Rs ：磁芯及線(xiàn)圈損耗的等效電阻；Ls ：裝有磁芯的線(xiàn)圈的自感量；6 品質(zhì)因素 QQ = 1/ tan磁性器件作濾波器的電感時(shí)，通常用品質(zhì)因素Q來(lái)表示它的質(zhì)量；Q與頻率和繞組參數(shù)有關(guān)7 功率損耗Pc(大信號(hào)下)Pc = Ph + Pe + Pr (Ph、Pe、Pr表示磁滯、渦流、剩余損耗) 通過(guò)一個(gè)閉合回路的通過(guò)一個(gè)閉合回路的磁通量磁通量發(fā)生發(fā)生變化變化時(shí)，時(shí)， 回路中就有感回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生應(yīng)電流產(chǎn)生該現(xiàn)象稱(chēng)為該現(xiàn)象稱(chēng)為電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流產(chǎn)生的電流稱(chēng)為稱(chēng)為感應(yīng)電流感應(yīng)電流，相應(yīng)的電動(dòng)相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)為勢(shì)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。iN電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)

27、象Lii自感與互感自感：自感：當(dāng)線(xiàn)圈中電流變化時(shí)，它所激發(fā)的磁場(chǎng)通過(guò)線(xiàn)圈自身當(dāng)線(xiàn)圈中電流變化時(shí)，它所激發(fā)的磁場(chǎng)通過(guò)線(xiàn)圈自身的磁通量也在變化，使線(xiàn)圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫自感現(xiàn)象的磁通量也在變化，使線(xiàn)圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫自感現(xiàn)象.該電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)該電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì).1i212互感：互感：當(dāng)線(xiàn)圈當(dāng)線(xiàn)圈 1中的電流變化時(shí)中的電流變化時(shí),所激發(fā)的磁場(chǎng)會(huì)在它鄰近所激發(fā)的磁場(chǎng)會(huì)在它鄰近的另一個(gè)線(xiàn)圈的另一個(gè)線(xiàn)圈 2 中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);這種現(xiàn)象稱(chēng)為互感現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱(chēng)為互感現(xiàn)象。該電動(dòng)勢(shì)叫互感電動(dòng)勢(shì)。該電動(dòng)勢(shì)叫互感電動(dòng)勢(shì)?；ジ须妱?dòng)勢(shì)與線(xiàn)圈電流變化快慢有關(guān)；與兩個(gè)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)以及互感電動(dòng)勢(shì)

28、與線(xiàn)圈電流變化快慢有關(guān)；與兩個(gè)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)以及它們之間的相對(duì)位置和磁介質(zhì)的分布有關(guān)。它們之間的相對(duì)位置和磁介質(zhì)的分布有關(guān)。12121iMdtdiM12121dtdILL磁路基本定律安培環(huán)路定律法拉第定律磁通連續(xù)性定理麥克斯韋電磁場(chǎng)方程微分形式積分形式磁路基本定律對(duì)各個(gè)磁回路i1N1+i2N2=Hclc+Hala對(duì)各個(gè)繞組對(duì)磁路各個(gè)節(jié)點(diǎn)=1+20 BBtEJH dSdtdBdlEIdlH0dtdBAeNdtdNdtdu)(000 )()()(tttteBAeNtBtBANdttuemlHUNi0dSBBANVoltSeconde軟磁材料金屬軟磁鐵氧體軟磁硅鋼片金屬磁粉芯叵莫合金非晶微晶Mn-ZnNi

29、-ZnMg-Zn功率材料高導(dǎo)材料高穩(wěn)定材料弱信號(hào)材料功率材料主要用作偏轉(zhuǎn)磁芯非晶超微晶（nm晶）主要用作音頻及脈沖變壓器主要用作工頻變壓器Fe粉(P類(lèi))高磁通(HI-FLUX,Fe-Ni50)(H類(lèi))鐵硅鋁(SENDUST,SUPER-MASS,KOOL-M)(A類(lèi))鐵鎳鉬(MPP) (Y類(lèi))軟磁材料的主要應(yīng)用方向軟磁材料的主要應(yīng)用方向0.001 0.01 0.111010010001000000.51.01.52.02.5B(T)0.51.01.52.02.5B(T)高Ni中NiNi-Fe軟磁鐵氧體Co-FeFe-SiCo鋼Fe粉末鐵心NiFeCoFeNiCrCoFeFeCoVCrCr,Co

30、鋼AlNiCoCuNiFePtCo Nd硬磁鐵氧體0硬磁半硬磁軟磁mHcmA/cm常見(jiàn)軟磁材料性能比較類(lèi)別名稱(chēng)材料主要成分導(dǎo)磁率Bs(mT)居里溫度()工作溫度()使用頻率f(kHz)金屬磁性材料硅鋼片Si-Fe1800200075030010鐵鎳合金Ni-Fe10000075050015030非晶態(tài)合金Fe(Co,Ni)1000001500250/400150500超微晶Fe800001500570150100磁粉心鐵粉心100Fe31001400750150500鐵硅鋁粉心6Al,9Si,85Fe2612510506002001000高磁通粉心50Ni,50Fe14160140050020

31、01000鉬坡莫合金2Mo,81Ni,17Fe145508004002001000鐵氧體材料錳鋅鐵氧體Mn,Zn,Fe,01000180005102001251000鎳鋅鐵氧體Ni,Zn,Fe,0152500400250100120000鎂鋅鐵氧體Mg,Zn,Fe,010300150100200000金屬磁粉心金屬磁粉芯鐵粉芯P1P,3P,4P,T(羰基鐵)高磁通H鐵硅鋁A鐵鎳鉬YH60,H125A60,A75,A90,A125Y60,Y125,Y160金屬磁粉心特性材料 i Bs(T) 功耗因子 比重(g/cm 3) 價(jià)格因子 主要特點(diǎn) 1P 75 1. 0 5 7. 2 1 損耗最大，價(jià)格低廉 3P 75 1. 1 4 7. 2 2 比 1P 損耗小，偏磁性好 4P 33 1. 1 4 7. 0 2 性能和 3P 相當(dāng)?shù)玦小 T 9 1. 0 6. 0 10 高頻 Q 高 H 60/125 1. 5 1 7. 6 15 損耗小，偏磁性最好 A 60/125 1. 1 0. 8 5. 5 10 性?xún)r(jià)比最